Nhóm nghiên cứu trường đại học Massachusetts phát triển cảm biến cho đồ ngủ
Hình ảnh: Trường đại học Massachusetts Amherst thực hiện
Các nhà khoa học tại trường đại học Massachusetts Amherst đã phát triển thành công vật liệu dệt cảm ứng sinh lý. Chất liệu này có thể dệt hoặc may vào sản phẩm đồ ngủ (phyjamas). Những quần áo có tính năng điện tử chứa các thiết bị di động kín đáo dùng để theo dõi nhịp tim và hô hấp trong khi ngủ có thể hữu ích cho chăm sóc sức khỏe trong tương lai.
Nhóm nghiên cứu gồm các sinh viên Ali Kiaghadi, S Zohreh Homayounfar và giáo sư hướng dẫn Trisha L Andrew, nhà hóa học vật liệu và Deepak Ganesan, nhà khoa học máy tính. Nhóm đã công bố một bài viết liên quan đến sự phát triển này và được đăng trong Tạp chí Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies (IMWUT).
Andrew cho biết “Thách thức mà chúng tôi phải đối mặt là làm thế nào để giữ nguyên tín hiệu hữu ích mà không thay đổi mỹ quan hoặc cảm nhận của vật liệu dệt. Thông thường người ta cho rằng vật liệu dệt thông minh thường phải mặc bó sát để cảm ứng gắn trên vải có thể đo tín hiệu vật lý và vận động. Nhưng điều này rõ ràng không phải là hướng giải quyết cho quần áo mặc hàng ngày đặc biệt là đồ ngủ”.
Ganesan cho biết thêm “Chúng tôi nhận thấy rằng thậm chí khi mặc đồ ngủ rộng, do tư thế ngủ của chúng ta, thì cũng vẫn có nhiều chỗ vải ép sát vào cơ thể và cơ thể tiếp xúc với bề mặt vải, điều này bao gồm cả áp lực khi cơ thể tác động lên ghế hoặc giường, áp lực khi tay tác động lên cơ thể khi ngủ và lực tác động nhẹ của chăn lên đồ ngủ”.
Ganesan giải thích “Những vùng vải bị lực tác động đó là những vùng chúng ta có thể đo tín hiệu cử động thông qua nhịp tim và hơi thở. Những cử động này giúp kết xuất các biến số sinh lý”. Khó khăn đặt ra là trong những tín hiệu này có thể có tín hiệu không được tin dùng, đặc biệt với quần áo rộng. Nhưng khi các tín hiệu này được thu nhận từ các cảm ứng đặt trên cơ thể thì có thể tự kết nối để có thể đọc thông số một cách chính xác hơn.
Andrew, Ganesan và đồng nghiệp cho biết nhóm nghiên cứu đã đưa ra vài ý tưởng mới để biến mong muốn của họ thành hiện thực. Họ nhận thấy rằng không có phương pháp sản xuất vải hiện có nào có thể tạo ra vải có khả năng cảm nhận những áp lực thay đổi liên tục, đặc biệt là đưa ra được các tín hiệu đo nhỏ mà họ cần. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một loại vải mới dựa theo cảm biến áp lực và kết hợp với cảm biến điện áp, cảm biến này sẽ được kích hoạt khi có thay đổi trong tiếp xúc vật lý và để phát triển một bộ cảm biến phân tán có thể được tích hợp vào quần áo rộng như đồ ngủ. Nhóm nghiên cứu cũng phát triển dữ liệu phân tích, sử dụng tín hiệu từ nhiều điểm, những tín hiệu này sẽ tính toán chất lượng của tín hiệu nhận được từ mỗi vị trí.
Các nhà khoa học cho biết sự kết hợp này cho phép họ phát hiện tín hiệu sinh lý thông qua nhiều tư thế khác nhau. Các nhà khoa học đã thực hiện nhiều nghiên cứu thông qua sử dụng trong tư thế tự nhiên và sử dụng tư thế ấn định. Nghiên cứu chỉ ra rằng có thể trích xuất nhịp tim và nhịp thở với độ chính xác cao, sai số ít hơn 1 nhịp/ phút và dự đoán tư thế ngủ một cách chính xác.
Andrew cho biết “Chúng tôi mong rằng tiến bộ kỹ thuật này có thể được sử dụng để giám sát bệnh nhân lớn tuổi vì rất nhiều bệnh nhân này bị chứng mất ngủ. Các thiết bị đeo tay hiện tại, như đồng hồ thông minh, không hữu ích cho đối tượng này vì những người cao tuổi thường quên đeo hoặc không chịu đeo các thiết bị bổ sung, trong khi quần áo ngủ không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của họ. Hơn thế nữa, đồng hồ của bạn không thể cho bạn biết vị trí bạn ngủ và tư thế ngủ của bạn có ảnh hưởng đến chất lượng giấc ngủ của bạn hay không nhưng Phyjama của chúng tôi có thể thực hiện điều này.”
Công trình này thực hiện bởi sự hợp tác giữa Ganesan và Andrew, với Viện Khoa học Ứng dụng UMass Amherst, (IALS). Công trình tập trung vào việc ứng dụng các nghiên cứu khoa học đời sống thành các sản phẩm cải thiện sức khỏe con người. Giám đốc Peter Reinhart tại IALS cho biết “Thật thú vị khi thấy không cần nỗ lực mà thế hệ tiếp theo của công nghệ thiết bị đeo có thể giải quyết được vấn đề và không phô trương. Dữ liệu được tạo ra bởi các cảm biến dựa trên vải có khả năng cải thiện sức khỏe, tạo ra hạnh phúc cho con người và có thể có thể góp phần chẩn đoán sớm các bệnh rối loạn.”
Người dịch: Phùng Thị Ái